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Presiones de trabajo, operación, prueba y diseño de rociadores automáticos

Es común la confusión respecto a la presión de trabajo y de diseño de los rociadores. Esto es debido a que muchas traducciones, propias o ajenas, de la norma no son claras. Como genera tantas dudas y confusiones el tema, me permito escribir un articulo de memoria al respecto, solo para dejar las observaciones y comentarios de los lectores para mejorar el articulo. En el trayecto haré otros comentarios relacionados con la presión de los rociadores que espero también sean de utilidad.

La primera presión de la cual hablaremos, es la MÍNIMA PRESIÓN de operación de un rociador. Dependiendo del rociador y su uso, esta presión puede variar.  Si hablamos de un rociador estandar, montante o colgante, de los llamados CMDA sprinklers (los anteriormente llamados SSU/SSP, o simplemente rociadores estándar) , la mínima presión de operación de éstos es de 7 psi. Esta presión mínima es la de prueba de fabrica para levantar sus curvas de coberturas (QUE NO deben ser usadas para estimar coberturas, para eso están las tablas de cobertura de la norma de acuerdo al riesgo). Esta presión en un valor de VERIFICACIÓN, es decir, cuando Usted hace un cálculo hidráulico, con ROCIADORES ESTÁNDAR, debe verificar que ninguno tiene una presión menor a los 7 psi. Esta presión NO se debe usar como presión de trabajo o prueba de los rociadores durante el calculo, error típico de los principiantes, y de muchos no principiantes.

Siguiendo con los rociadores estándar, la otra presión de interés es la MÍNIMA PRESIÓN DE DISEÑO, que está asociada a la presión que debe disponer un rociador en su base para que pueda liberar el caudal requerido de acuerdo al riesgo que protege, el área de cobertura, y el K del rociador. Esta debería ser la presión mínima de cualquier rociador en el área de diseño, si Usted diseña el sistema por el criterio de área/densidad.

Veamos un ejemplo sencillo. Supongamos que su diseño consiste en un sistema de rociadores para riesgo ligero, con área de cobertura por rociador de 200ft2 (es un ejemplo) con un área de diseño de 1500 ft2, y una densidad de 0.1 gpm/ft2. Veamos como se estima la MÍNIMA PRESIÓN de DISEÑO de cualquiera de los rociadores.

Con independencia del arreglo de tubería del sistema (malla, árbol, etc), habrá (deben tener fe en esto) un rociador remoto, aquel que recibe la menor presión disponible para poder liberar el caudal que satisface la densidad de acuerdo a su área de cobertura.  Este rociador debe liberar un caudal igual a la densidad por el área de cobertura, para poder satisfacer la densidad de diseño, esto es:

Q roc = Densidad x Area de cobertura = 0.1 gpm/ft2 x 200 ft2 = 20 gpm

Este rociador debe liberar 20 gpm para cumplir con el requerimiento de densidad de acuerdo a su área de cobertura. Ahora bien, dependiendo del K, coeficiente de descarga, las presiones para cumplir este caudal pueden ser diferentes. Si usamos un rociador de K = 5.56, esa presión sería:

De la ecuación

Q roc = K x SQR(P)  [K por raiz cuadrada de la presion]

despejamos P, que sería

P = (Q/K)^2 [ caudal entre coeficiente de descarga elevado al cuadrado]

P = 12.93 psi 

Como verán la presión MÍNIMA DE DISEÑO del ROCIADOR REMOTO es distinta a la PRESIÓN MÍNIMA DE OPERACIÓN, que es 7 psi.

Para ese caudal, la única manera que el rociador tenga como presión mínima de operación la mínima de diseño es que el K sea igual a 7.55, es decir, próximo a 8. Dejo las matemáticas a los lectores.

En este caso, es oportuno mencionar que cualquier rociador distinto al remoto, estará más cerca del montante, y por ende tendrá mayor presión disponible, y tendrá un caudal ligeramente mayor al mas remoto (que es el que se necesita garantizar que cumple el caudal mínimo).

La otra presión de interés en un rociador es la PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO, que se refiere a la presión de trabajo en el sistema. Esta presión viene indicada en la hojas de datos, o data sheet, y para la mayoría de los rociadores estándar es de 175 psi. Esto quiere decir que por encima de esa presión, la alimentación del sistema debe disponer de algún sistema de regulación de presión, de acuerdo a la NFPA 13.

Después de esta presión, está la presión de prueba hidrostatica, que de acuerdo a la NFPA 13 debe ser de 200 psi por dos horas para tubería exterior, o 50 psi por encima de la presión de trabajo, con un mínimo de 200 psi. Esta presión de prueba genera discordias por cuanto muchos dicen que si la presión de trabajo máximo de los rociadores es de 175 psi, aparte de exponer a los rociadores a una presión dañina (permitanme usar el termino) no tiene sentido. La NFPA solo desea garantizar que el sistema podrá soportar en forma sostenida una presion por encima de la presión de trabajo de los rociadores, para garantizar su confiabilidad. En la vida real, si evaluamos ciertas presiones asociadas a los componentes del sistema, nos percataremos de que la presión de prueba es segura, veamos,

  • La presión de prueba de un rociador (la presión a la cual son probados cada uno de los rociadores antes de salir de fabrica) es de 500 psi.
  • La presión de trabajo de los accesorios modernos (ranurados casi todos) y las válvulas, oscilan entre 250 psi y 300 psi
  • La presión de prueba en fábrica de la tubería normalmente usada en estos sistemas es de 400 psi

Dados estos valores, la presión de prueba está por debajo de la presión mínima de trabajo de los accesorios, así que aparte de segura, garantiza que el sistema podría trabajar incluso bajo el estrés de una sobrepresión hasta por dos horas sin dañarse, que será siempre el principio básico del sistema, su confiabilidad.

Dado lo anterior, la presión mínima de operación de un rociador estándar, 7 psi, no tiene que ser igual a su mínima presión de diseño, y cualquier rociador podrá soportar la presión de prueba de 200 psi, aunque su presión de trabajo máxima sea de 175 psi.

Ahora para complementar, si Usted está trabajando con otros tipos de rociadores, las presiones mínimas de operación, podrían asemejarse a la presión mínima de diseño. Por ejemplo, si trabaja con rociadores ESFR, y su diseño le pide que la PRESIÓN MÍNIMA DE DISEÑO sea de 40 psi (un ejemplo) esa debe ser también su mínima presión de operación. Como se mencionó antes, el rociador remoto de este sistema con ESFR debe cumplir con la PRESIÓN MÍNIMA DE DISEÑO y esa será su MÍNIMA PRESIÓN DE DISEÑO, para el riesgo especifico para el cual se listó.

Dado lo anterior, es oportuno mencionar y desmentir algunos mitos asociados a los rociadores y sus presiones para fines prácticos, por ejemplo:

  • El hecho de que la presión máxima de operación de un rociador sea de 175 psi no implica que estallará si la presión instantaneamente sea superior a 175 psi, o incluso si se mantiene por cierto tiempo. Le puedo apostar a cualquiera, que frente a una sobrepresion, digamos de 250 psi, primero fallaran las válvulas o los accesorios antes que los rociadores (*)
  • El rociador, con el debido calculo, solo tendrá 7 psi de presión de diseño si el K del mismo lo permite para el caudal que debe liberar de acuerdo a la densidad de trabajo (**)
  • La presión mínima de diseño siempre será diferente, mayor,  a la presión mínima de operación, salvo lo anterior.
  • Si en su calculo hidráulico resultan presiones menores a 7 psi (rociadores estandar) es seguro que el K es muy grande para la densidad que está usando.

Espero que estas aclaratorias le ayuden a mejorar su diseño.

(*) Si fueron debidamente manejados durante la instalación y debidamente instalados.

(**) Si está diseñando con el criterio de área/densidad

 

 

 

 

Válvulas de alivio de presión en bombas contra incendios – Parte 2

Otra válvula de alivio de presión usada en las bombas contra incendios es la Circulation Relief Valve, mencionada en la sección 4.12 de la NFPA 20 Ed 2016. En primera instancia, esta válvula no debe ser confundida con la Relief Valves for Centrifugal Pumps, de la sección 4.19, que muchos llaman válvulas de alivio de presión o válvula PRINCIPAL de alivio de presión. La Circulation Relief Valve, también llamada válvula de recirculación térmica, es una válvula que se instala regularmente en un puerto, tap o conector del lado de la descarga de la bomba. La válvula de alivio de circulación es similar a la mostrada en la figura 1 Sigue leyendo

Selección del caudal y presión de la bomba jockey

En un articulo anterior se indicaron los puntos de arranque y parada de la bomba jockey, y en base a esto cual debería ser la presión nominal de trabajo de la misma. Sin embargo no se mencionó cuál debería ser el caudal de trabajo de la misma.

El principio de selección del caudal de la jockey es que debe ser un valor muy pequeño para cubrir pequeñas fugas. Sin embargo esto podría tener muchas aristas.  Sigue leyendo

Ley 1796 del 13 de julio de 2016, o ley de vivienda segura

La Ley De Vivienda Segura o Ley 1796 del 13 de julio de 2016 establece lineamientos básicos para garantizar a los compradores que los constructores velaron por la seguridad patrimonial de los propietarios durante el diseño y construcción de los inmuebles y extiende la garantía al respecto hasta por 10 años. Igualmente regula la calidad de los revisores de los proyectos. Se considera un gran avance en la legislación colombiana en lo referente a seguridad de patrimonio. Para mas detalle puede bajar la ley aquí:

https://www.dropbox.com/s/nswa9oq599hkg0f/LEY%201796%20DEL%2013%20DE%20JULIO%20DE%202016%20-%20VIVIENDA%20SEGURA.pdf?dl=0

 

Propuesta de cambio de la Nueva NSR-10 – Título J – Requisitos generales para protección contra incendios en edificaciones

Estimados Amigos,

En estos momentos está radicado en el Ministerio de Vivienda el proyecto de mejoras del Titulo J – Requisitos generales para protección contra incendios en edificaciones de la NSR-10 Colombiana. Es indispensable que la mayor cantidad de profesionales lean este proyecto y hagan llegar sus comentarios y recomendaciones. Les dejo el enlace para que la bajen y la lean:

https://www.dropbox.com/s/4s0gcbzdjrxbcg0/T%C3%8DTULO%20J%20NSR-10%2017022016%20-%20PROPUESTA%20DE%20REVISION.pdf?dl=0

Podemos hacer una entrada en el grupo para discutir este tema si lo consideran adecuado. Quedo atento.

 

Listado, Aprobado, Listado UL, Aprobado FM, Listado y Aprobado

Listado, Aprobado, Listado UL, Aprobado FM, Listado y Aprobado 

Por José Prada

Existe una confusión dialéctica respecto a los términos “listado” y “aprobado” en el español, asi como también existe una asimilación de marca asociada a “UL” que se considera indistintamente como listado solo aquello que tenga el sello de Underwriter Laboratories. En forma genérica en USA y el resto de los países que se rigen por la NFPA, se da por supuesto que “listado” es todo equipo que tenga el sello UL, aunque la definición de la NFPA establece que:

Listado. Equipo, materiales o servicios incluidos en una lista publicada por una organización que es aceptable para la autoridad competente y dedicada a la evaluación de productos o servicios, que mantiene inspección periódica de la producción de equipo o material listado o la evaluación periódica de servicios y cuyos listados establecen que tanto el equipo, material o servicio reúne normas de diseño apropiadas o ha sido probado y encontrado satisfactorio para un propósito específico. Sigue leyendo

Demanda de agua de mangueras en sistemas de rociadores

Este tema genera mucha confusion en los diseñadores. En esencia el tema de los caudales de mangueras en sistemas de rociadores, cuando no hay que diseñar sistemas de mangueras independientes, es muy simple. En la base del montante se suman, despues de calculado el flujo del sistema de rociadores, la reserva de mangueras que pide la NFPA 13 (50,100, 250,500 gpm). Esto es obligatorio si Usted deja conexiones de mangueras internas o externas para uso de bomberos. Las internas son para mangueras pequeñas, y las exteriores para hidrantes. Esta prevision es recomendada para los efectos de bomberos y suele ser una praxis de diseño tipica, que a veces pone de cabeza a los diseñadores cuando hay bombas existentes. Les dejo un articulo que sé que les ayudará a entender este tema.https://lnkd.in/e-h5X4s

Fire Detection in Warehouse Facilities – Detección de Incendios en Almacenes

Prepared by: Daniel T. Gottuk, Ph.D., Joshua Dinaburg, Hughes Associates, Inc.

Accordingly, the Fire Protection Research Foundation initiated this project with an overall goal to provide technical information for the development of guidelines and standards for applying fire detection technologies for modern warehouse protection. The objective of this first Phase program was to assess the potential role for detection systems in this environment and develop a proposed research plan to implement the goal.

You can download complete paper in link below:

Fire Detection in Warehouse Facilities